太空算力浪潮：从“地算”到“天算”，算力网络进入新纪元
近期，数据中心和计算基础设施正被带入太空，以实现更高效的数据处理和近源决策，这一趋势被业内称为“算力上天”。与传统的“天数地算”模式相比，通过在太空（如卫星、空间站等节点）部署计算设备，能够直接在数据产生附近进行实时分析与决策，为探测任务和天基应用带来革命性提升。
2024年5月14日中午，长征二号丁火箭在酒泉卫星发射中心成功将国星宇航研发的“太空计算星座021”任务的12颗卫星送入轨道。这一项目的完成，不仅标志着全球范围内首个太空算力星座的建成，也推动了“天算”时代的到来。与此同时，全球可见，算力布局正快速上天。美国初创公司Starcloud计划在今年8月发射一颗卫星，携带英伟达H100芯片，这将是首颗应用该高性能AI芯片的卫星，备受关注。
算力争夺重构数据格局
目前，全球已建成数据中心约11800个，其中美国占比最高，约占45.6%；中国、欧洲接踵其后。大规模云数据中心主要由亚马逊、微软和谷歌主导，占据市场六成份额。能源需求随算力增长飞速提升。美国能源部数据显示，受AI算力激增和云服务扩张驱动，美国数据中心耗电量自2014年的58太瓦时上升至2023年的176太瓦时，预计2028年最高可达580太瓦时，或占国内发电量12%。
伴随航天、遥感、卫星互联网、无人机群控等前沿应用的普及，对太空中近源算力的需求极速增长。既有的低轨卫星网络如Starlink、Kuiper等，虽然数千星联网，但多定位于路由或简单预处理，复杂AI与大模型任务还是依赖数据回传地面，受限于带宽和延迟。而太空原位算力可令车联网、无人机等边缘节点的延时降至毫秒以下，加速构建天基边缘智能网络。
以方案先进著称的Starcloud，推出了“数据离心”架构，能在纳秒级完成异常检测和任务迁移，理论上将AI推理可靠性提升近五成。其算力卫星还可通过激光通信接入SpaceX星链、亚马逊Kuiper，实现强大的太空计算网络互联。未来卫星可预加载AI大模型，如OpenAI GPT及Google Gemini的裁剪版，作为太空“缓存”，极大减少空间站、月球基地等场景对地面请求的延迟。首颗“Cloud-0”星号称只有1千瓦功耗，却能提供国际空间站百倍的算力。
能源重塑与太空生态的创新突破
把算力基础设施搬到太空，还可从根本上缓解地面能源和土地压力。数据中心已成为用电大户，而高密、人口集中的区域在能源和资源分配上面临严峻挑战。相比地面，太空具备空间、能耗优势。业内估算，若在轨道部署4平方公里的可展开太阳能阵列，可实现99.6%的全年持续发电，极大摆脱地面供电依赖。摩根士丹利数据认为，兆瓦级太空数据中心的电力成本比地面核电低六成。对AI训练等高耗能应用而言，意义重大。若未来太空数据中心大规模建成，有望成为全球碳中和与绿色科技转型的关键一环。
根据Starcloud发布的规划，其目标是在2030年前发射48颗算力卫星，总功率达1.2千兆瓦，每颗卫星都将配备高性能AI芯片，并具备相当于地面200台服务器的算力。
挑战与展望：太空算力未来十年路线图
展望未来，太空算力产业的发展速度，究其根本，将取决于重型火箭发射成本下探、抗辐射芯片的研发进步以及全球太空治理规则的落地。如果这三项核心要素协同推进，“太阳永不落、数据永不眠”的理念或将变为现实，并根本性改变信息社会的架构与人类与宇宙的信息互动方式，推动产业和文明进入全新阶段。
